极端干旱胁迫对不同退化程度内蒙古典型草原土壤呼吸的影响

论文编号lybs0000213973

论文标题极端干旱胁迫对不同退化程度内蒙古典型草原土壤呼吸的影响

论文作者 赵悦霖

指导导师 杨培志 郝彦宾

授予时间2022

授予年份2022

学位级别硕士

学科专业 农业推广（专业学位）

主题词 草原 碳排放 草地退化 极端干旱

授予单位西北农林科技大学

摘要  气候模型预测,全球气候变暖将导致极端气候事件的发生频率激增。同时,在极端气候与人为活动的共同作用下,我国草地退化面积不断增大,退化程度越来越严重。极端气候事件的发生对从个体到生态系统水平的生物学过程有着潜在且深远的影响。土壤作为陆地生态系统的第二大碳汇,是与气候变化紧密关联的碳循环过程的重要环节,在调节大气CO_2浓度和气候动态方面起着至关重要的作用,其对水分有效性变化的响应尤为敏感。本研究以内蒙古典型草原为研究对象,选取区域内三处不同退化程度草原,在植被生长的不同阶段施加极端干旱,研究极端干旱事件胁迫下不同退化程度草原土壤呼吸的变化。研究发现:1.极端干旱胁迫下,土壤呼吸及其组分具有显著的季节性动态。土壤的水分含量显著地影响了土壤呼吸对极端干旱的响应。这是由于在干旱半干旱地区,土壤水分是植物生产力以及土壤微生物活性的主要限制性因子,而植物的净生产力和微生物活性是土壤呼吸的主要驱动因子,所以在季节动态上,土壤含水量成为土壤呼吸的主要限制因子。2.极端干旱发生时期显著影响土壤呼吸的不同组分,表现为中期极端干旱处理显著降低生长季土壤自养呼吸和异养呼吸。中期极端干旱分别使重度、中度、未退化草原处理期间土壤呼吸降低50.94%、30.89%、32.0%;使土壤异养呼吸分别降低54%、36.78%、41.14%。而前期与后期极端干旱对土壤非生物呼吸组分的降低幅度均在20%以下。这与极端干旱的发生时期对土壤水分含量显著的影响相吻合,表现为重度退化草地上,中期极端干旱使生长季土壤水分含量显著低于前期、末期和未进行干旱处理。同时,中期极端干旱和后期极端干旱将使处理期间内土壤水分含量显著下降。3.土壤呼吸及其各组分与土壤水分含量呈现显著的正相关关系,决定系数均在0.2以上。而与地下净初级生产力呈现显著的负相关关系。综合上述分析结果,结论如下:生长季极端干旱显著降低内蒙古典型草原土壤呼吸各组分的速率,其对中期极端干旱的敏感性显著高于前期极端干旱和后期极端干旱。前期和中期极端干旱处理后,生长季结束时的土壤含水量能够恢复到对照水平,而后期极端干旱处理后不能恢复到对照水平。不同时期极端干旱处理后的土壤呼吸各组分在生长季结束时,其速率均能恢复到对照水平。土壤呼吸各组分对极端干旱的响应程度不同,极端干旱对土壤自养呼吸速率的影响高于对总呼吸及异养呼吸的影响。